基于子结构技术的货车车体有限元分析

论文摘要

随着现代工程技术的飞速发展,结构系统越来越庞大,越来越复杂,而工程中常常要快速准确地分析、计算、预测大型复杂构件的结构特性。子结构方法是对大型复杂结构系统进行有限元分析的有效方法,随着电子计算机技术的发展,该方法得到了很大的发展,现在已经成为大型复杂结构分析技术的一种重要方法。在对大型结构——车体进行有限元分析的过程中,采用子结构分析技术对车体进行有限元分析,可以减少重复的建模工作,并可以在资源有限的条件下提高计算和分析的效率。传统的子结构分析技术没有充分应用子结构的可重复调用功能,论文对传统的子结构技术应用模式进行了改进,提出了建立子结构库的观点。论文利用ANSYS软件平台,以货车车体的结构强度分析为例,实现了子结构库的建立和使用。主要研究内容如下:1.建立车体整体模型。针对子结构与非子结构部分的衔接问题,对车体建立整体模型,并介绍了车体静强度试验和有限元模型的加载方法。2.车体有限元模型的结构强度分析。对车体有限元模型在几种载荷工况下的结构强度进行分析,将分析结果和试验结果对比,以检验此模型的置信度。3.货车车体的子结构分析。将整体模型划分为两部分,得到子结构与非子结构部分的模型。采用自底而上的子结构分析方法对车体进行分析,然后建立并使用子结构库对车体进行拉伸载荷、垂向载荷等工况下的子结构分析。4.分析结果对比。将车体有限元模型的子结构分析结果与普通有限元分析结果进行对比,验证子结构分析方法的可靠性和建立并使用子结构库的可行性。子结构库的应用大大减少了结构建模及分析时间,提高了工作效率,节省计算机资源,可以推广应用到车体、船舶等大型构件的动态分析中,具有一定的工程应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要研究内容和研究方法
• 本章小结
• 第二章 子结构法的基本原理及车辆结构强度评定标准
• 2.1 有限元方法的基本原理和方法
• 2.2 有限元高级分析技术子结构技术的理论基础
• 2.2.1 子结构技术的理论基础
• 2.2.2 子结构方法的应用范围和优点
• 2.3 车辆结构评定标准
• 本章小结
• 第三章 货车车体有限元分析模型的建立
• 3.1 车体结构简介
• 3.2 车体几何模型的简化
• 3.3 车体有限元建模原则
• 3.4 有限元整体模型的建立
• 3.4.1 材料属性的定义
• 3.4.2 货车车体有限元网格的划分
• 3.5 边界条件的确定
• 3.5.1 边界的约束
• 3.5.2 载荷的施加
• 本章小结
• 第四章 车体有限元分析及实验验证
• 4.1 车体静力有限元分析
• 4.2 车体单向载荷有限元分析与试验结果对比验证
• 4.3 合成工况有限元分析
• 本章小结
• 第五章 基于子结构技术的货车车体有限元精细分析
• 5.1 子结构的生成
• 5.2 子结构库的建立
• 5.3 子结构库的使用
• 5.4 子结构的扩展
• 本章小结
• 第六章 车体结构强度有限元整体分析与子结构分析对比
• 6.1 拉伸载荷分析对比
• 6.2 压缩载荷分析对比
• 6.3 垂向载荷分析对比
• 6.4 扭转载荷分析对比
• 6.5 结果对比分析
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢